玉米是我国重要的粮食作物,也是国家的重要储备粮种,由于果实成熟性不均匀,导致在贮藏过程中容易受到虫霉菌的侵染。此外,玉米胚体较大,约占整个籽粒的1/3,其中脂肪含量为77%-89%,在贮藏期间受到温度、湿度、酵素等因素的影响,会使其油脂分解、氧化,影响贮藏的安全性,同时也会极大地影响玉米的食用品质和蒸煮品质。因此,强化贮藏玉米的质量管理,及时掌握贮藏过程中的品质变化,是保证贮藏粮食品质的关键。而脂肪酸值是玉米贮藏质量的重要指标,其检验结果的准确性直接影响到玉米贮藏质量的判断。基于此,本文将主要针对玉米脂肪酸检测方法展开探讨分析。
一、试剂与仪器设备
1.试剂。无水乙醇:分析纯;95%乙醇:分析纯;酚酞指示剂:称取1.0g酚酞溶于100mL体积分数95%的乙醇中;无二氧化碳蒸馏水:将蒸馏水煮沸10min,然后盖上盖子,使之冷却;氢氧化钾标准储备液:0.5mol/L(储存在聚乙烯塑料瓶中,常温下保存时间不超过2个月);氢氧化钾标准滴定液:准确移取20.0mL氢氧化钾标准储备液,置于1000mL容量瓶中,用已调节至中性的95%乙醇定容至1000mL,并在使用之前进行调配。
2.仪器设备。锤式旋风磨:具有风门可调和自清理功能;电子天平:0.01g;振荡器:往返式,每分钟100次;具塞磨口锥形瓶:250mL;移液管:50.0mL、25.0mL;量筒:100mL;短颈式漏斗;过滤纸:快速过滤纸;光口锥形瓶:150mL;筛网:40目;比色管:25mL。
二、样品测试
1.试样制备。取混合均匀的样品80-100g,用锤式旋风磨粉碎,一次通过CQ16(40目)筛的95%以上,将筛上筛下的样品充分混匀后装入磨口瓶备用。
2.试样处理。将制备的样品称重约10.0g,置于250mL的具塞磨口瓶中。准确移取50.0mL无水乙醇注入其中,用往返式振荡器振荡30min,振荡频率为100次/分钟,静置1-2min。在漏斗中放入折叠滤纸过滤,弃去最初几滴滤液,收集10mL以上滤液放入比色管中。滤液应尽快测定,来不及测定时,放置于4-10℃条件下保存,不能超过24h。
3.测定。用移液管将10.0mL的滤液放入150mL的锥形瓶中,加入100mL无二氧化碳的蒸馏水中,滴入3-4滴酚酞指示剂,用氢氧化钾标准滴定溶液滴定,直至颜色呈微红色且30秒不消退为止,记录下所耗氢氧化钾的标准滴定液体积。滴定应在散射日光或日光型灯光下对着光源方向进行。
4.空白试验及计算。用吸管将10.0mL的无水乙醇倒入150mL的锥形瓶中,加入100mL不含二氧化碳的蒸馏水,滴入3-4滴酚酞指示剂,然后用氢氧化钾标准滴定液滴定,直至颜色呈微红色且30秒不消退為止。记录下所耗氢氧化钾的标准滴定溶液体积。
三、方法比较
1.标准方法对结果的影响。在标准方法中,若提取液的颜色较暗,滴定终点不能确定,则采用一个圆筒作为参考,该圆筒中加入了提取液,但无二氧化碳蒸馏水还没有滴定,若被滴定液的颜色与参考液的颜色有差异,则认为已经达到了滴定的终点。如果以上参考比色法仍然不能确定终点,则可将0.5g的粉末状活性碳加入滤纸中,待滤液退色后再滴定。采用多人观测法对滴定终点进行准确的测量,其测量结果比实际测量的精度要高得多。
2.改进检验方法对检测结果的影响。(1)加水量不同、取样液量相同对色差变化的影响。将50mL的无二氧化碳蒸馏水分别倒入装有同样样品溶液(25mL)的三角形瓶子中,并添加指示剂。采用氢氧化钾标准溶液滴定,同时加入不同容积的无二氧化碳蒸馏水(10mL、20mL、30mL、40mL、50mL)。通过观察比较色差,发现随着加水量的增加,滴时的色差变化会越来越大。但是,这并不是最好的。
(2)加水量相同、取样液量不同对色差变化的影响。用移液管将25mL、20mL、15mL、10mL和5mL的试样分别放入150mL的圆锥形瓶子内,每支加100mL(国家标准法添加50mL),加入3-4滴酚酞指示剂,再用氢氧化钾标准滴定液滴定。结果表明:随着样品浸出量的减小,滴定终点的色差也会增大。结果表明,用10.0mL的浸提物进行浸提是较为理想的。
(3)加水量相同、取样液量相同、加水时间不同对测定结果的影响。从以上比较实验可知,在滴定时,可以采用不含二氧化碳的蒸馏水进行补充,以稀释样品,减少酒精溶液的浓度。实验选取了不同的时间:在滴定之前,一次性加入100mL的水,然后按照标准的方法,先加入50mL的水进行滴定,最后再加入50mL的水。结果表明,在滴定之前加入100mL的无二氧化碳蒸馏水时精确度下降,导致对终点的判断不准确。而在滴定前先加入50mL的水进行滴定,当滴定结束时再加入50mL的无二氧化碳蒸馏水时,其精确度更高。
3.不同浓度的标准溶液测定结果的比较。试验结果表明,由于玉米脂肪酸值的浸出物是乳黄色的,因此在测定其脂肪酸值时应采用不同的方法,如果用0.01mol/L的标准溶液进行滴定,则颜色变化不敏感,不易观测。仅可将所滴定的液体与所述参考液体的颜色作比较。当所述液体呈色差异时,则视为所述液体达到了所述滴定的终点,玉米中脂肪酸含量高、消耗标液容量大、滴时间隔时间长,这就导致了测量值的偏差。通过添加KOH乙醇溶液和酚酞指示剂,可以使滴定时间缩短,终点的色泽发生显著的改变,不会影响玉米的脂肪酸含量。当使用0.02mol/L标准溶液时,操作方便,结果易于观测,该方法具有良好的重现性。这表明,用两种不同的标准溶液进行测量,其结果存在一定的偏差。同时,KOH的标准溶液也不能太高,否则会增加平行误差。
4.氢氧化钾标准滴定溶液放置时间对脂肪酸值的影响。根据GB/T 20570-2015标准,配制氢氧化钾标准滴定溶液测量玉米中脂肪酸值时,测定的脂肪酸值平均为55.4mg/100g,在氢氧化钾乙醇标准滴定液放置2天和3天后,脂肪酸值仍在容许的误差范围(低于2mg/100g)之内,但在5天之后,脂肪酸值超出容许误差。标准滴定液放置几天后,脂肪酸值升高,主要原因是酒精易挥发,易引起溶液中的饱和沉淀,从而降低氢氧化钾的含量。结果表明,在室温下放置10天后,在标准滴定液的底部出现了明显的白色沉淀。结果显示,0.01mol/L氢氧化钾乙醇溶液在室温下保存7d后,其下降幅度为7.0%,而冷冻保存时则下降4.8%。所以,稀释为0.01mol/L的氢氧化钾乙醇标准滴定液应在使用之前进行,如果不能,则应在3天之内进行,并且在低温下保存溶液。
5.最终确定的检验方法。采用重复比较法,在测定玉米的脂肪酸值含量时,样品的用量不发生变化,该方法具有较高的精度。下面将标准中所列的测定方法与改良后的测定结果进行了对比,详见表1。
四、讨论与建议
通过观察氢氧化钾标准滴定液在室温下放置时间的变化,发现在室温下放置2天和3天的0.01mol-L-1氢氧化钾乙醇标准滴定液测量的脂肪酸值在容许误差(小于2.0mg/100g)范围之内,但在5天后,脂肪酸值超出了容许误差,特别是在第10天时,脂肪酸值的容许偏差已超出了最初的检测值。所以,0.01mol-L-1氢氧化钾的酒精滴定液应在使用之前进行,如果不能,则在3天之内进行。另外,经连续粉碎,2000g玉米试样的温度由36.4℃上升到47.4℃,脂肪酸含量由44.8mg/100g上升到51.7mg/100g。所以,在粉碎试样的时候,应注意避免磨膛温度过高,并对其进行适当降温。提取玉米脂肪酸萃取液,加入不含二氧化碳的蒸馏水和酚酞指示剂,室温下不加封存,放置0-20分钟,其脂肪酸含量基本不变,说明该工序的滤液比较稳定。
作者简介:巩慧颖(1985-),女,辽宁阜新人,大学本科,工程师,研究方向为粮油储检。